虛擬現實報價以與銷售人員須看

1、 .虛擬現實報價以與銷售人員須看教學目的：使業(yè)務人員熟悉建筑漫游動畫和虛擬漫游的制作流程、制作周期、制作報價以與相關業(yè)務圍。建筑動畫簡介:建筑動畫又稱房地產動畫，是根據建筑設計圖紙在專業(yè)的計算機上制作出虛擬的建筑環(huán)境，有地理位置、建筑物外觀、建筑物部裝修、園林景觀、配套設施、人物、動物、自然現象如風、雨、雷鳴、日出日落、陰晴月缺等等都是動態(tài)地存在于建筑環(huán)境中，可以以任意角度瀏覽。房地產動畫應用最廣的是房地產開發(fā)商對房產項目的廣告宣傳、工程投標、建設項目審批、環(huán)境介紹、古建筑保護、古建筑復原等。房地產動畫片的優(yōu)勢是能在房產開發(fā)前進行全方位宣傳。建筑動畫使用的軟件：CAD、3DS MAX、MAYA

2、、Photoshop、After Effects、Premiere、Fusion等建筑動畫服務流程：一、雙方洽談，了解客戶需求1. 客戶提出制作基本需求 2. 項目負責人與客戶深入地溝通,充分了解項目情況和客戶的需求.3. 介紹公司相關情況4. 為客戶提供合理化建議和專業(yè)咨詢5. 初步建立運作框架二、簽署合同、客戶支付預付款1. 雙方確定制作容、時間、價格標準2. 雙方簽署制作合同 3. 客戶支付預付款 4. 客戶提供制作動畫相關資料與素材三、制定動畫制作方案1. 我方制定動畫制作方案2. 方案審核調整階段 3. 客戶確認動畫制作方案四、制作階段1. 我方組建項目制作小組2. 我方召開制作會議

3、,分配任務3. 制作過程中為客戶呈現分鏡頭畫面效果4. 分鏡頭畫面審核調整階段5. 客戶確認分鏡頭畫面效果五、動畫樣片預演，驗收1. 為客戶提交樣片2. 樣片審核調整階段 3. 客戶驗收4. 客戶支付余款六、項目結束1. 項目結束,整理備案 2. 客戶滿意度調查3. 我方提供技術支持建筑動畫制作流程1.腳本規(guī)劃做之前要充分做好腳本規(guī)劃和設計，（如主體要表現什么和整體效果，哪一部分需要細致表現，鏡頭的運動設計，每個鏡頭片段時間控制，視覺效果，音樂效應，解說詞與鏡頭畫面的結合等，決定哪些需要在三維軟件中制做，哪部分在后期軟件中處理等）（可以由甲方提供腳本，也可由我方項目負責人同甲方進行溝通共同完成

4、腳本規(guī)劃和設計，時間天左右）2.建立模型先建立主體，（精致點）次要的可以簡單制作，模型要盡量精簡數目。環(huán)境規(guī)劃動畫要先建立起整體地形布局，再運用其它技巧去制作。(需要24人來完成,時間需要一周左右)3.動畫設置基本模型完成后，先將攝影機的動畫按照腳本的設計和表現方向調整好，當場景中只有主體建筑物時，就要先設定好攝影機的動畫，然后再設定其他物體動畫。4.貼圖燈光模型的動畫完成后，為模型賦材質，再設燈光。后根據攝像機動畫設定好的方向進行細部調節(jié)。5.環(huán)境制作調整好貼圖和燈光后再加入環(huán)境，（樹木，人物，汽車等）6.渲染輸出根據制作需要渲出不同尺寸和分辨率的動畫。 (動畫設置,貼圖燈光,環(huán)境制作,渲染

5、輸出這幾個部分因為技術要求比較高,關系到一部動一的好壞,所以一般由技術骨干來制作完成,需要2到3人左右時間一周至二周左右)7.后期處理渲完后。用后期軟件進行修改和調整，（如加入景深，霧，矯正顏色等） (一般一個專業(yè)后期人員即可完成時間37天左右)8.非編輸出最后將分鏡頭的動畫按順序加入，加入轉場，剪輯后輸出所需格式。（由后期人員獨自完成，時間天左右即可完成）虛擬漫游簡介：虛擬漫游是虛擬現實（VR）技術的重要分支，在建筑、旅游、游戲、航空航天、醫(yī)學等多種行業(yè)發(fā)展很快。虛擬建筑場景漫游或稱建筑場景虛擬漫游是虛擬漫游的一個代表性方面，是虛擬建筑場景建立技術和虛擬漫游技術的結合。前者是基礎，后者是系統(tǒng)

6、運行方法。虛擬現實應用: 房地產銷售、城市規(guī)劃、建筑設計、室設計、園林規(guī)劃、古跡復原、虛擬旅游、數字展館、產品互動演示、港口物流、道路橋梁、模擬駕駛、實訓教學、軍事模擬、流程模擬、試景仿真等領域。以下五類需求，最適合用三維虛擬互動技術演示（展示）：注重交互體驗感的： 地產銷售演示、城市規(guī)劃演示、培訓教學，模擬駕駛，游戲等；注重功能演示的：產品功能演示、施工流程演示、帶數據庫的功能演示等一般手段難已展示：施工過程、碰撞演示、地下管線、災震預案、機械部結構等抽象、不直觀的：基因試驗、科學試驗、數據模型、復雜結構、流程變化、化學、醫(yī)學等當前不存在的：古跡復原、文物數字化建設、土地開發(fā)、未來重要規(guī)劃等

7、虛擬漫游使用的軟件：CAD、3DS MAX、MAYA、Photoshop、VRP、VRMAP、C3D、Q3D等虛擬漫游制作過程：由于虛擬漫游可操作性強，用戶可以以任意角度去瀏覽整個場景，所以不需要建筑動畫那樣詳細的腳本，只需要列出客戶的一些特別要求即可（如季節(jié)、天氣、配樂、固定動畫鏡頭的安排等），所以制作過程相對比較簡單，大體上分為以下幾個步驟：1、 模型制作根據CAD圖紙制作出低模，因為現有虛擬漫游引擎的性能限制，所以模型的面數不能太高。2、 貼圖制作和燈光設置由于模型精度很低，所以對貼圖的要求就相對較高，很多細節(jié)需要手工去調整。調整好貼圖后根據客戶的要求設置好燈光。3、 貼圖烘焙將軟件中設

8、置好的燈光進行烘焙，使制作好的貼圖中帶有燈光信息。4、 動畫設置根據客戶的需要設定攝像機運動軌跡，如果客戶不需要固定動畫鏡頭則此步驟可省略。5、 導入引擎將做好的模型、貼圖、動畫導入到引擎，然后在引擎中設置天氣效果，檢查無誤后即可生成可執(zhí)行文件提交給客戶。6、 生成可執(zhí)行文件供用戶使用 番茄豬2010-8-19附報價參考表： 建筑效果圖報價：一、室外建筑：1、大型鳥瞰：5000面議/（加圖片與詳細說明） 這種類型的鳥瞰圖由于地塊區(qū)域大，地形復雜，建筑物模型量大，相對制作難度與制作工作量模型與后期工作量也相對較大，所以價格方面要高一些。 2、中型鳥瞰：20005000/此類鳥瞰圖地塊相

9、對中等大小，地塊大小在一平方公理，模型類型相互之間有共同特點，對于制作相對可以節(jié)省工作時間與制作量。3、大型空間：16002000/此種類型的效果圖模型量要求相對復雜，對模型的制作量相對要求比較高，視野開闊，建筑物景物場景相對較大。4、中型空間：12001600/此類效果圖相對模型制作有一定的重復性，對后期要求比較高，制作起來如果要有好的效果對后期渲染師與后期制作師的技能要求較高。對平面技巧方面要求設計師經驗豐富才能達到最終客戶所需求的效果。5、小型空間：8001200/一般此種效果圖屬于單體模型建筑，對模型制作相對簡單，后期制作方面也不是特別的復雜。二、室建筑：1、大型空間：18002600

10、/室效果圖行業(yè)由于受到裝飾裝修公司以與一些初學者的不斷的低價使得價格方面完全與制作不成正比。2、中型空間：12001800/3、小型空間：6001200/三、夜景（燈光設計）1、大型鳥瞰：5000面議/2、中型鳥瞰：20005000/3、大型空間：16002000/4、中型空間：12001600/5、小型空間：8001200/根據具體的制作容、技術復雜度、時間長度等容，價格另定。建筑動畫報價：詳細報價請參考公司報價表。虛擬漫游報價表：室虛擬漫游按照平方計費，每平米報價200元左右，具體制作費用需要根據制作容、技術復雜度等另定    來源：第三維度 

11、60;  未知  原文數字測圖成果的三維可視化    1 系統(tǒng)研究背景    隨著計算機三維圖形技術的日益成熟，人們對三維信息的需求與日俱增。當前三維虛擬現實已廣泛應用于三維城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、電信、公共營救操作、風景區(qū)規(guī)劃、地質和礦產活動、交通監(jiān)控、房地產、水文地質活動、實用管理和軍事應用等。因此，對數字測圖的三維虛擬現實研究是順應時代的需求。    數字測圖成果的三維虛擬現實，這里的數字測圖指地面數字測圖。對應于各種測圖技術，三維虛擬現實的數據源還有攝影測量、遙感和航拍數

12、據（二維柵格數據），但基于這些數據的三維虛擬現實，所需人力和物力都是相當大的，而且數據量龐大。并且在當前地面數字測圖技術廣泛采用的情況下，研究地面數字測圖成果的三維虛擬現實是迫切的。    數字測圖成果的三維虛擬現實研究具有重要的意義，對于一個預開發(fā)區(qū)域的設計平面圖，三維虛擬現實設計可預見設計建筑物在空間的位置與形象，供設計人員檢查設計構思中存在的問題，消除設計中的疏漏和錯誤，避免建成后的遺憾。更重要的是三維虛擬現實設計為管理者審查設計方案提供了直觀的方案形象。對于一個已開發(fā)區(qū)域的平面圖，三維虛擬現實設計可以模擬、表示、管理、分析該區(qū)域中的三維空間實體與其相關信息

13、。另一方面，它是三維虛擬現實地圖的一個雛形，是實現數字地球的基礎，是三維GIS實現的基礎，可應用于軍事、交通、旅游、通信、城市規(guī)劃、房產等方面。     1.1 三維虛擬現實的方法    當前三維虛擬現實的方法，按建模方法可分為基于圖形的三維虛擬現實、基于圖像的三維虛擬現實和圖形與圖像相結合的三維虛擬現實；按開發(fā)語言可分為基于OpenGL的三維虛擬現實、基于DirectX的三維虛擬現實和基于Internet的三維虛擬現實。    一、建模方法    1、基于圖形的三

14、維虛擬現實方法    基于圖形的三維虛擬現實方法可分為以下幾類：    1) 影像與DEM相結合    利用DEM生成三維地形透視圖，將航空或航天遙感影像作為紋理映射到地形表面，可構成一個面積比較大的三維地形景觀。這是目前三維虛擬現實地形采用的常用方法。    2) 基于2D GIS    在2D GIS的基礎上，利用DEM作為地物的載體，用制圖學的原理和方法模擬地表紋理，利用地物的坐標數據和屬性數據中的高度信息和模擬紋理來構建建筑物等地物對象。

15、在此基礎上可進行一些簡單的量測和查詢功能，但因使用的是模擬紋理，真實感較差。     3) 純三維構建    純三維構建可根據數據獲取方式的差異，分類如下：    a）激光掃描方式建模。利用機載或地面激光掃描儀獲取地物的三維數據，然后配合地物攝影影像或遙感影像進行三維建模。     b) 利用航空立體像對的方法：利用目標提取技術，實現航空影像房屋三維數據的半自動測量，進而在地面與建筑物表面二維半不規(guī)則三角網和原始數字影像的基礎上，實現建筑物可見表面紋理恢復，重建三維景觀。&#

16、160;   c) 利用造型軟件建模。如：3DMAX、AutoCAD、Multigen、Maya等。    2、基于圖像的三維虛擬現實    對于實時真實感圖形生成來說，基于圖像的繪制是一種功能強大的新方法。它在簡略的幾何描述的基礎上，生成具有較高真實感的三維場景，同時提供令人信服的動畫效果?？紤]使用基于圖像的繪制方法，除了因為實時渲染的要求，另一個原因是獲取現實物體幾何模型的困難。    基于圖像的建模技術的演變主要在兩個不同的研究領域進行探索。   

17、1）紋理貼圖（Texture mapping）、環(huán)境貼圖（Environment mapping）    在計算圖形中，人們通過將圖像粘貼于幾何模型表面（紋理貼圖）來增強近似幾何繪制法的視覺真實效果，正是對這種真實效果的渴求，推動了基于圖像繪制系統(tǒng)的發(fā)展。隨后，人們將圖像用于近似球形光照效果中（環(huán)境貼圖）。    2）全景建模法    全景建模法是用一系列參考圖像描述場景的方法。這些參考圖像被變形和組合，以便構成在任意觀察點的場景表示法。變形函數由圖像流場信息來定義，該信息既可通過輸入提供，也可參考圖像派

18、生而得。     3、基于圖形與基于圖像相結合的三維虛擬現實    綜合基于圖形與基于圖像兩種三維虛擬現實技術，充分利用兩者的優(yōu)勢，在不損耗系統(tǒng)繪制性能的基礎上，構造既具有高度真實感的三維景觀，又可方便地構建三維實體對象之間的拓撲關系，與GIS數據庫系統(tǒng)相關聯，以構成成熟的3D GIS系統(tǒng)，是目前發(fā)展的趨勢。     二、開發(fā)語言    1、基于OpenGL與DirectX的三維虛擬現實    Windows平臺下，OpenGL和DirectX是

19、兩個開發(fā)三維圖形應用程序的標準，其中DirectX雖能提供實時三維圖形生成功能，但主要應用在游戲等低端圖形應用程序方面；而OpenGL則提供了二維和三維建模、變換、光線處理、色彩處理、紋理映射、運動模糊、動畫和實時交互等功能，是繪制真實感三維圖形、建立三維交互場景、實現虛擬現實的高性能圖形開發(fā)工具軟件包。與DirectX相比，用OpenGL來繪制三維場景具有圖形質量高、程序可移植性好等優(yōu)點。    2、基于Internet的三維虛擬現實    Internet和WWW技術的出現和興起，開創(chuàng)了一個以計算機網絡為基礎的信息時代。隨著基于W

20、eb技術的應用不斷推廣以與3D技術的日益成熟，人們逐漸意識到虛擬現實產生的三維頁面可在Web網上展示其迷人的風采，于是Web3D應運而生。目前Web3D分布式計算的幾種成熟技術主要是：Mircrosoft的DCOM技術（Distributed Component Object Model，分布構件對象模型）、OMG（Object Management Group，對象管理集團）的CORBA（Common Object Request Broker Architecture，公共對象請求代理體系結構）技術和SUN的JAVA技術等三種。     1.2 三維

21、虛擬現實的主要軟件     當前Arc/info、MapInfo、MAPGIS、SuperMap、GeoStar等這些國外專業(yè)二維GIS軟件都有自己專有的三維GIS子系統(tǒng)。 但這些三維GIS子系統(tǒng)主要是對地形的三維虛擬現實與分析。    目前，三維虛擬現實已開始用于海洋、水文地質、環(huán)境、軍事、交通、旅游、商業(yè)、通信、城市規(guī)劃、房產等各個領域，也相繼出現了大量的相關的三維景觀可視化軟件系統(tǒng)。其中比較專業(yè)的系統(tǒng)軟件或平臺有：    一、被美國國家圖像和制圖局（NIMA）評為最優(yōu)的ERDAS公司的IMAGINE

22、 Virtual GIS    該系統(tǒng)為三維環(huán)境下的可視化分析工具提供了GIS的功能。它能夠使用戶對三維圖像進行實時地查詢與交互操作，而這個三維透視圖像可以是任何形式的柵格或矢量的空間地理信息。    其主要的功能包括：三維虛擬現實分析、交互可視化、威脅分析、以與三維對象的集成、實時貫穿飛行、同時能夠建立無論數據大小的虛擬世界。    二、國適普軟件的IMAGIS Classic（三維可視地理信息系統(tǒng)）    該系統(tǒng)是一套以數字正射影像(DOM)、數字地面模型(DEM)、數字

23、線劃圖(DLG)和數字柵格圖(DRG)作為綜合處理對象的虛擬現實管理 GIS 系統(tǒng)。它分為兩大部分：三維地理信息系統(tǒng)和平面圖形編輯系統(tǒng)。通常，二維圖形在平面編輯系統(tǒng)中經過編輯整形后，即可輸出到三維系統(tǒng)中進行三維實體的重建和管理，用戶可對其進行查詢分析、屬性定義以與各種可視化操作和圖形輸出等操作。    三、國靈圖VRMap 2.X    VRMap 2.X是三維地理信息系統(tǒng)平臺軟件。它支持OPENGL 和 DirectX 兩種國際主流的圖形標準，在驅動層對兩者進行了統(tǒng)一。因此，VRMap可以充分利用計算機硬件的性能和當前最先進的圖形學

24、技術。其全組件式體系可以保證任何的核心層改進都可以無縫的集成到用戶的系統(tǒng)中。    四、國吉奧公司的CyberCity    CyberCity是Windows平臺下基于專業(yè)化測量和地理信息系統(tǒng)技術的三維重建數字化系統(tǒng)，實現三維景觀的快速生成、漫游、編輯、虛擬設計以與3D屬性信息的編輯、查詢、瀏覽和修改等。    五、國杰圖三維展示系統(tǒng)    該系統(tǒng)的一系列產品主要采用全景建模法。其中，三維場景展示制作系統(tǒng)-造景師，提供了一種在因特網上或者在各種多媒體系統(tǒng)上逼真展示三維場景的

25、嶄新方法。它能通過對一個現實場景進行拍攝得到的圖像進行自動處理，自動生成交互式、極富沉浸感的全景。用戶可以通過鼠標或者按鍵方便自如地觀看場景的任意角度，或者在場景之間漫游。     三維虛擬現實，重要的是建模。目前比較專業(yè)的三維建模軟件主要有：3DMAX、MAYA和MultiGen Creator。    隨著Internet和WWW技術的普與，出現了WWW上3D漫游瀏覽。目前比較常用的是基于VRML的一系列瀏覽器14。如由愛爾蘭、俄羅斯合資的公司Parallelgraphics推出的VRML瀏覽插件：Cortona VRML Cli

26、ent；Blaxxun公司的VRML瀏覽器CC3D； Cosmo瀏覽器、Piveron瀏覽器、VRML97-object瀏覽器、WorldView瀏覽器等。    1.3 三維虛擬現實的主要問題      當前三維虛擬現實存在的一些主要問題有：    1、建模工作量大    如果要逼真顯示三維場景中的地物，則系統(tǒng)中需要有專門精細建模的模塊，或者在第三方建模軟件中進行地物建模。開發(fā)這樣的系統(tǒng)，建立一個大圍的三維場景所需要的時間和工作量都是相當巨大的。  &#

27、160;  如果要快速創(chuàng)建三維場景中的地物，則可以采用系統(tǒng)自動生成，生成的地物模型只能是一些簡單形體（長方體、圓柱體、圓錐等）的組合體，這樣建立的模型逼真度差。    2、無法表達實體間的空間關系    由于三維場景所需處理的數據量相當龐大，所以，大多數相關軟件為了能夠在一般的PC機上正常運行，采用了不具有拓撲關系的建模技術。    3、難以快速顯示大圍場景    三維虛擬現實大圍場景，所需處理的數據量是相當龐大的，所以在一般的PC機上是難實現的，或者是無法快速顯示

28、的。因而很多三維場景系統(tǒng)顯示小圍場景效果非常好，顯示大圍場景時，則無法運行。     2 數據獲取      第三維空間數據在這里主要是指地物高度和紋理數據。如何獲取這些數據是目前三維虛擬現實區(qū)域地形圖的一個難點?，F在我們概述一下獲取這些數據的一些常用方法。參考文獻為：敏，軍.3維城市模型的數據獲取方法評述J .測繪通報，2000年，第11期  。    2.1 第三維空間數據獲取    一、建筑物高度數據獲取    建筑物高

29、度數據獲取，目前主要有如下幾種方式：    1）在2DGIS數據庫基礎上按層數粗略求算建筑物高度。這種方法獲取的建筑物高度數據只是一個估計值，且所有建筑物只能用平頂表達，或者人為地加一個修飾性屋頂（如上圖（a）。    2）用人工或半自動的方式借助軟件基于影像獲?。ㄒ越ㄖ镂蓓敂祿橹鳎Ｍㄟ^該方法獲取的數據重構的建筑物形狀接近實際，但工作量仍然很大（如上圖（b）。    3）以研究算法為主，從影像中直接提取建筑物高度以與其他信息。這是一種高效的方法，但目前還不適于進行大批量數據的自動處理（如上圖（c）。

30、    4）用Airborne Laser Scanner結合空中影像，經過算法處理提取建筑物高程、紋理以與其他數據；該方法獲取速度快，但后續(xù)處理工作量大，費用可觀，是一種很有發(fā)展前途的方法 （如上圖（d）。    5）用Laser ranger finder結合CCD相機從地面獲取建筑物高度與紋理數據；該方法獲取速度快、但工作量大，且后續(xù)處理工作量也很大。    二、紋理數據獲取    由于航空影像很容易得到，因此地形紋理與建筑物頂部紋理較易獲取，相對而言建筑物側面紋理的獲

31、取遇到了與建筑物高度獲取同樣的問題，目前學者們提出的獲取方法可以概括為如下幾種：    1）由計算機做簡單模擬繪制。這種方法采用了矢量紋理，其優(yōu)點是數據量少、建立的模型瀏覽速度快，但缺乏真實感 （如上圖（d）。    2）地面攝影像片直接提取。這種方法需要用相機拍攝大量的建筑物側面照片，其獲取速度慢，且涉與數據量大，后續(xù)處理工作量也很大，但所建模型真實感強 （如上圖（b）。    3）根據攝影像片由計算機生成。對具有相似的紋理的建筑物，使用計算機提取其特征紋理，對這些建筑物進行批系統(tǒng)中獲取這些數據的方法。

32、     2.2 系統(tǒng)獲取第三維空間數據方法      數字測圖系統(tǒng)MAPSUV+全站儀（外業(yè)，軟硬件）采集的數據，經數字測圖系統(tǒng)MAPSUV （業(yè)，軟件）處理后的文件SUV是數字測圖成果三維虛擬現實系統(tǒng)的數據源。    從SUV文件中可獲取的信息有：    DEM，地物的平面幾何要素，居民房屋的層數。    第3維空間數據地物高度和，無法獲取。如何獲取這些數據成了一個難點。    為了自動化地、

33、快速地生成一種簡單的與MAPSUV系統(tǒng)生成的平面圖完全對應的三維圖象，我們最終采用了下述方法：    一、地物高度數據的獲取    從SUV文件中獲取房屋層數，給每層賦予2.5m的高度值，植被與其它地物根據其所表示現實中地物的常規(guī)高度賦予高度值，這個高度值用戶可以修改。    二、紋理數據的獲取    系統(tǒng)自動地根據編碼，給每種地物分配一定的紋理數據。用戶可以進行實地拍攝提取紋理，然后修改地物紋理信息。如上圖，一個植被編碼對應一個紋理文件（植被圖片文件），一個房屋對應兩個紋理

34、文件：屋頂和墻面。         3 數據建模      當前三維建模方法可分為基于圖形的三維虛擬現實和基于圖像的三維虛擬現實；按開發(fā)語言可分為基于OpenGL的三維虛擬現實、基于DirectX的三維虛擬現實和基于Internet的三維虛擬現實。    3.1 三維模型的幾何描述     一、邊界表示法（BR法：Boundary Representation Scheme）    邊界表示法是以物體邊界為

35、基礎的定義和描述三維物體的方法，它能給出完整和顯式的界面描述。邊界表示的數據結構一般用體表、面表、環(huán)表、邊表和頂點表5層描述。    更多描述    邊界表示法強調物體外表的細節(jié)，詳細記錄構成物體的所有幾何元素的幾何信息與其相互間的聯接關系即拓撲信息。邊界表示的缺點是數據量大，數據關系復雜。它對物體幾何特征的整體描述能力弱，不能反映物體的構造過程和特點，也不能記錄物體的組成元素的原始特征。目前邊界表示是三維模型表示中使用最廣泛的表示方法之一。    邊界表示法的關鍵是如何表示一個3D表面。表面的表示方法大

36、致分為代數表示和參數表示兩種，代數表示又分為隱式表示和顯式表示。    顯式表示為：S（x，y，z）zf（x，y）    隱式表示為：S（x，y，z）F（x，y，z）0    參數表示為：S（x，y，z）xh（u，v），yg（u，v），zf（u，v）    與邊界表示法類似的還有線框表示法（Wire Frame Representation），它通過一組定義邊界的邊界來表示對象形狀。這種方法的優(yōu)點是它的表達能力取決于線表示所能允許的復雜程度，簡化了模型的生成，提供了一個大的域

37、。缺點是對象的表示不唯一，與此相聯系的是不能生成高效的顯示，不能計算整數特征以與不能唯一定義空間。    二、結構實體幾何表示法（CSG法：Constructive Solid Geometry）    CSG表示的基本概念是由Voelcker和Requicha提出的，它是一種由簡單的幾何形體（通常稱為體素，例如球、圓柱、圓錐等）通過正則Boolean運算（并、交、差）構造復雜三維物體的表示方法。用CSG方法表示一個復雜物體可以描述為一棵樹，樹的葉結點為基本體素，中間結點為正則集合運算，這棵樹稱為CSG樹。其具體定義如下： 

38、      樹中的葉結點對應于一個體素并記錄體素的基本定義參數；       樹的根結點和中間結點對應于一個正則集合運算符；       一棵樹以根結點和中間結點作為查詢和操作的基本單元，它對應于一個物體名。     用CSG樹表示一個復雜物體比較簡潔，它所表示的物體的有效性是由基本體素的有效性和集合運算和正則性而自動得到保證的。由于CSG樹提供了足夠多的信息以判斷空間任一點在它所定義的

39、體、體外或體的表面上，因此它可以唯一地定義一個并支持對這個物體的一切幾何性質的計算。    CSG表示法構造幾何形體時，先定義體素，然后通過正則集合運算將體素拼合成所需要的三維物體。所以一個幾何體可以看成是拼合過程的成品。其特點是信息簡單，處理方便，無冗余的幾何信息，并詳細記錄了構成幾何物體的原始特征和全部定義參數，必要時還可以在物體和體素上附加各種屬性。CSG表示的主要缺點是不具備物體面、環(huán)、邊、點的拓撲關系；另外物體的CSG表示不具有唯一性。即CSG表示的物體具有唯一性和明確性，但一個三維物體的CSG表示和描述方式卻不是唯一的。  

40、0; 綜上分析，CSG方法通過預定義的模型單元來表示空間物體，這些單元具有規(guī)則的形狀，如：立方體、圓柱體、圓錐體等；單元間的關系主要是布爾操作。CSG方法的優(yōu)點是模型關系簡單，便于顯示和數據更新，缺點是空間分析難以進行。而B-rep表示精確描述構成物體邊界的點、線、面和體四種類型元素，通過結點幾何位置以與元素間的拓撲關系完成物體的幾何描述。B-rep方法適用于空間操作和分析，但存儲空間占用多，計算速度較慢。    3.2 基于二維矢量數據的三維實體建模      鑒于本章所研究的系統(tǒng)采用的數據源為二維電子地圖，所以我們在下面

41、概述的建模技術是基于二維矢量數據（這里僅指二維地圖）的實體建模。三維實體主要是建筑物、植被和道路等。    一、建筑物的三維建模    建模方法一：建筑物可以看作屋頂面和各個鉛直外墻面的組成。在已知區(qū)域邊界坐標和房屋高的參數下，可直接構造房屋的鉛直外墻面，并按照一定的順序剖分為三角網，保證其法向量向外；屋頂平面則通過邊界多邊形的三角剖分來構造，保證其法向量向上。房屋的基準高通過查詢DEM地形數據得到。     建模方法二：建筑物的平面幾何數據、三維高度數據和影像紋理數據是構建三維建筑模型的基礎。在2D G

42、IS中建筑物的地面輪廓線的表達方式實際上只反映了建筑物本身很少的信息，不能反映現代城市中建筑物各異的外形和獨特的風格。但如果從建筑學角度出發(fā)，在三維GIS中突出各個建筑物的特性和差異，將是一項十分巨大的工程，而且意義不大。因此，只需反映建筑物具有代表性的幾何外形特性。具體來講，就是講建筑物按照其幾何外形特征進行分類，分別對每一類建筑物采用一種幾何數據模型。以下就幾種典型的房屋類型給出其三維幾何數據模型。    1、平屋頂房屋的幾何數據模型    平屋頂房屋是目前建筑物中最為常見的房屋類型，其屋頂為平面，可以用一個平面多邊形來表示，利用

43、所獲取的建筑物底面數據作為它的頂面。     2、非平頂房屋的幾何數據模型    非平頂房屋可以把各種不同的屋頂統(tǒng)一成常見的人字型屋頂來處理。人字型屋頂房屋的底部為一矩形，屋頂呈人字型，如圖    3-21所示。此類房屋的處理過程大致與平頂房屋相似，所不同的地方在于它需要人為地加上一個屋頂。圖中（Xi,Yi,Zi）（i1,2,3,4）的數據由上面的方法得到Ci，Ci的平面坐標X、Y很容易得到，高度坐標Z是在Ci（i=1,2,3,4）的高度Z（i=1,2,3,4）基礎上給出一個增量即可。這樣構建的屋頂只是作

44、為建筑物的一種裝飾。圖3-21 非平屋頂房屋的幾何數據模型     3、復雜房屋幾何模型的表示    對于復雜房屋，則需要根據其外形特點分別定義各自的數據模型。這些房屋雖然其總體外形與上述兩種不同，但是可以分解為兩個或多個與上述類型一樣的單個房屋，這樣就可以用多個典型房屋的組合來表示一個復雜房屋。采用這種方式時，首先，要在獲取房屋數據時就要對復雜房屋進行分解，分別采集單個典型房屋數據；其次，需要解決的另一個關鍵技術是單個典型房屋之間公共部分的無縫拼接。圖    3-22表示了復雜房屋的分解方法。

45、圖 3-22 復雜房屋幾何模型表示    建模方法三：通過第三方軟件（如3DMAX、MAYA、MultiGen Creator等）創(chuàng)建的建筑物模型。    以上這些方法基本上采用：獲取建筑物的高度，并與建筑物在二維投影平面上的輪廓線結合，用簡單集合體表示建筑物的外形特征。這種三維建筑物重構方式雖然比較簡便，重構的建筑物三維數據量少，但幾何失真很大。    二、植被的三維建模    樹木是自然界最常見的景觀之一，具有復雜的三維結構。對樹木形狀的三維建模一直是計算機圖形學領域的一

46、個研究熱點，大量學者對此進行了深入的研究：Aono等提出了A-系統(tǒng)；Oppen-heimer提出了基于分形技術的樹木建模方法；Reeves提出了基于粒子系統(tǒng)的樹木建模方法；Reffye等提出了基于蕾變化的忠實于樹木真實結構的建模方法；Weber等提出了樹木的分步生長模擬方法；Prusinkiewicz等提出了基于L-系統(tǒng)的樹木生長模擬方法。    A-系統(tǒng)中提出的一致偏離和非一致偏離算法用來模擬重力和風力對樹木形狀的影響；分步生長模擬方法中提供了對風力、重力、裁剪等基于參數控制的模擬方法；開放的L-系統(tǒng)是對L-系統(tǒng)的擴充，提供了對裁剪、樹枝空間資源競爭等因素的模擬

47、。    下面主要概述目前常用的方法。    1、基于Billboards技術    在一個空間長方形區(qū)域用樹木圖像進行紋理貼圖來表達樹木，然后應用Billboards技術，使長方形始終平行于視平面，即跟著視點轉動。這種方式簡單，且具有較高的觀賞性。但由于其實質是在一個空間長方形區(qū)域上通過融合方式粘貼樹木圖像，因此，這種處理的結果是將具有三維空間復雜特性的樹木對象以一個空間長方形替代，樹木只有一定的位置，而失去了其它空間特性，同時這種模型近視點效果不夠理想。    2、基于分

48、形方法    分形幾何學是研究無限復雜但具有一定意義的自相似圖形和結構的幾何學。由于樹木具有很強的自相似結構，因此可以運用分形方法進行表達。    基于這種思想的植被專業(yè)建模軟件已大量出現，如Xfrog，應用面向對象的建模技術；Lparser系統(tǒng)，基于重寫和L系統(tǒng)的建模技術；the Green tool，應用面向對象和隨機L系統(tǒng)的建模技術等。但這樣建立三維模型數據量相當大。特別是樹木的小細節(jié)部分，樹木一般分為兩大部分，一部分是樹干和大樹枝，另一部分是樹葉和小樹枝，如圖    3-21樹木的第一部分有200

49、個三角形（如圖    3-21a），樹木的第二部分有8093個三角形繪制小樹枝，11564個三角形繪制樹葉（如圖    3-21b）。因此研究者們提出了很多簡化第二部分的算法。這些算法的基本思想是采用貼紋理圖加融合技術。 圖3-23 由分形技術生成的樹干與樹枝    三、道路的三維建模    道路在這里可以抽象為兩大類。一是連續(xù)帶狀實體模型：如路基、路面結構、橋梁上部結構、護欄、連續(xù)路面標線、人行道等；二是離散建筑物實體模型：如路燈、橋墩、欄桿、交通標志牌等。 &#

50、160;   帶狀實體的建模，用空間四邊形平面來模擬，只要確定每個四邊形平面的4個頂點的三維坐標，就能完成三維模型的建立；或者采用三角剖分等。這一部分建模的難點在于與地形的疊加，這將在后面描述。    離散建筑物的建模，一般采用紋理貼圖加融合的技術實現，或者通過第三方軟件創(chuàng)建。     3.3 系統(tǒng)數據建模    SUV文件中可以三維虛擬現實的地物主要為地形、房屋、植被、道路、水系等。下面將主要針對這些地物，概述它們的三維簡單建模思想。    地

51、形    所需要的數據為矢量等高線數據或直接為TIN數據。如果是矢量等高線數據，還要完成地形模型的建模。    數字測圖系統(tǒng)可以根據等高線數據生成TIN文件。三維虛擬現實地形，只需讀取*.TIN文件，獲取地形的坐標值，即三角形序列坐標值，根據這個坐標值，可以計算每個頂點的紋理坐標值，然后應用OpenGL的繪制函數并將地形進行紋理貼圖，就可以將地形三維虛擬現實見下圖。     房屋    房屋，基本構成為墻面和屋頂。SUV文件中房屋為由一系列的點構成的多邊形區(qū)。構成三維房屋墻面

52、的算法為：每相鄰兩點構成一條邊，每條邊成為房屋一面墻的底邊。如圖    3-41所示：平面圖上房屋由點m1，m2，m3，m4等一系列點構成。則由m1，m2構成的墻面為m1，m2，m1，m2。通過讀該房屋的屬性，獲得該房屋的樓層數storey。則該房屋的高度值h等于storey*2.5（假設每層樓高為2.5），默認設置每層樓的高度為2.5。如果點m1的坐標為（x1,0.0,y1），m2為（x2,0.0,y2），則m1的坐標為（x1,h,y1），m2的坐標為（x2,h,y2）。其他墻面依此類推。       

53、                3-41 房屋墻面構成圖                            3-42 平房屋頂構成圖    SUV

54、文件中房屋為由一系列的點構成的多邊形，這些多邊形大多是不規(guī)則的，有的凸，有的凹，但OpenGL直接繪制多邊形的函數只能繪制凸多邊形。凹多邊形必需處理為凸多邊形再繪制。OpenGL中有將凹多邊形網格化（即將凹多邊形處理為凸多邊形）的函數和繪制處理后的凹多邊形的函數。系統(tǒng)中繪制三維房屋屋頂的算法為：用OpenGL的函數繪制這些多邊形，只是這些多邊形的高度值是房屋的高度值，并且只采用材質，不進行紋理貼圖。    對于只有四面墻的平房（只有一層）的屋頂，系統(tǒng)考慮用尖頂，這樣更符合現實。其算法為：找出四面墻相應四條邊中最長的那條邊，作為屋頂的檐。如圖3-42所示：平面圖上房

55、屋由m1、m2、m3和m4（一般還有m5點，與m4重合）組成。則屋頂由兩個四邊形m1m2m1m2和m3m4m1m2，兩個三角形m1m1m4和m2m2m3組成。其中o1m1垂直于m1m4，同理o2m2 垂直于m2m3（o1和o2分別為m1m4和m2m3的中點），并設o1m1=o2m2=1.0，顯然點m1和m2的坐標就出來了。兩個四邊形進行瓦片的紋理貼圖，兩個三角形采用墻面的紋理貼圖（見下圖）。    植被    數字測圖系統(tǒng)生成的區(qū)域地形圖中植被的表示方式有點和線（區(qū)），點一般為獨立植被，線（區(qū)）一般為一片植被。  

56、  對于點，構成植被的算法為：由該點構造一個長方形，由OpenGL中的紋理貼圖和混合技術（參看算法描述部分）對該長方形進行紋理貼圖，最后顯示的是一個樹的形狀，而不是一個四邊形的形狀。但有一點需保證樹始終面向視點，才能讓人感覺樹不是一個面片。如圖    3-44所示：m點為區(qū)域地形圖中的獨立植被，e為視點所在處。為了保證樹始終面向視點，需em始終垂直于由點m構造的長方形x1x2x3x4。該效果由公告牌技術實現。            &#

57、160;            3-44 獨立植被構成圖                                    3-45 植被三維虛擬

58、現實效果圖    對于線（區(qū)），構成植被的算法為：SUV文件中，對于線，可以一定距離插值，構成一系列的獨立植被點。對于區(qū)，這些區(qū)域大部分是不規(guī)則的，用OpenGL中繪制鑲嵌多邊形的函數繪制這些多邊形，并賦予一定的顏色；然后在多邊形中進行插值（參看算法描述部分），構成一系列的獨立植被點，其三維虛擬現實效果見圖1.7所示。    道路    道路，基本構成為路面和路基。SUV文件中道路有兩種表示，一是線段，表示道路的中線，并賦予屬性：路寬、路面材質等；二是區(qū)。    對于第一種情

59、況，其建模算法為：如下圖，地形圖中道路的中線為ABCD，由屬性必需生成區(qū)域M1P1O1N1N2O2P2M2。該區(qū)域生成的過程為：M1M2垂直于AB，已知道路寬度為w，則M1A = w/2，P1P2是角ABC的角平分線。意圖 三維道路效果圖     對于第二種情況，只需貼紋理即可實現三維虛擬現實。    水系    水系，基本構成為水面，大致分為河流、湖泊和池塘等地物。SUV文件中河流的表示為單線或雙線，單線為線段，雙線為區(qū)，其建模思想同道路。對于湖泊和池塘等水系，SUV文件中表示為區(qū)，只需貼紋理

60、即可實現三維虛擬現實。     4 地形與地物的疊加      根據等高線生成的三維地形模型中局部地區(qū)幾乎沒有平面，但地物卻是建立在平面上的，這樣未經過處理的顯示方式將導致地物與地形的脫離顯示，即地物的底部與地形的表面不是有機結合在一起的。如何將地物模型與地形模型疊加在一起，是建立一體化模型的關鍵，這里我們根據地物模型與地形模型的關系，將地物模型劃分為兩大類，這兩類地物性質不同，處理方法也不一樣。第一類地物是獨立于地形網絡的地物，它們與地形網絡的關系是相對位置的關系，例如建筑物、樹木、車輛等。第二類地物是依賴于地形

61、網絡的地物，這類是地形網絡密不可分的一部分，例如島嶼、湖泊、河流、道路等。    一、獨立于地形的地物    獨立于地形模型的地物與地形模型之間的關系是一種相對位置的關系。在進行地物的三維虛擬現實時，可轉入修改地形模型。計算地物在平面位置上的區(qū)域，再對該區(qū)域（地形）進行整合。取地物的最低點（例對于建筑物，則為建筑物與實際地形疊加的高度）為基準點，將區(qū)域圍的地形顯示成與基準點在同一高度上。     二、依賴于地形的地物    在這里，主要描述道路與地形的疊加。目前處理的方法有：

62、    1、將地物與地形分別處理    確定道路所在的區(qū)域；在地形三角網中，刪除該區(qū)域中的三角形。這樣就能使道路完整地體現出來。    2、將地物與地形作為一個整體處理。     5 三維虛擬現實的其它技術      一、空間分割    八叉樹（Octree）是一種空間分割（Space Partitioning）的技術，用來將3D空間中的物體做出空間性的區(qū)隔與分割。有了八叉樹的技術之后，就可以“選擇性”的畫出空間中某個區(qū)域的物體，減少送入OpenGL管道線做渲染的三角形信息量，進而大幅的提升復雜場景的執(zhí)行效能